Digitale Zwillinge bei der Planung von Rechenzentren Virtuelle Doppelgänger für Datacenter

Autor / Redakteur: M.A. Jürgen Höfling / Ulrike Ostler

Nicht nur im Maschinen- und Anlagenbau, sondern auch in der Planung von Rechenzentren werden mittlerweile Digitale Zwillinge eingesetzt. Die virtuellen Doppelgänger führen die unterschiedlichen Datacenter-Akteure zusammen und integrieren nicht zuletzt die Kunden.

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Doppelgänger gibt es nicht nur in der Natur, sondern auch in der Technik: Die so genannten Digitalen Zwillinge ahmen mittels Software physische Konstrukte nach
Doppelgänger gibt es nicht nur in der Natur, sondern auch in der Technik: Die so genannten Digitalen Zwillinge ahmen mittels Software physische Konstrukte nach
(Bild: Rolf Handke_pixelio.de)

Die Anmietung vollständig armierter und betriebsbereiter Rechenzentrumsleistung ist speziell für große Cloud- Service-Anbieter und Internet Provider ein gängiges Modell, um schnell und kostengünstig auf Service-Anforderungen ihrer Kunden reagieren zu können. Für die Vermieter solcher Co-Location-Rechenzentren ist andererseits eine Rechenzentrums-Architektur, die sich möglichst passgenau auf die Bedarfe ihrer Mieter abstimmen lässt, der Königsweg zu zufriedenen Kunden.

Der im „Innovations-Korridor“ (so der Marketing-Sprech) zwischen London und Cambridge beheimatete Co-Location-Betreiber Kao Data will deshalb seine Kunden, die in der Regel aus der Hyperscaler-Szene kommen, in Zukunft weit stärker als bisher schon bei der Planung neuer Rechenzentren mitreden und mitentscheiden lassen.

Kundenspezifische Rechenzentren

Kao Data hat einen Co-Location-Service angekündigt, der sich „Built-to-Suit“ nennt und mit dem speziell Hyperscale-Kunden die Möglichkeit geboten wird, schon frühzeitig bei der maßgeschneiderten Gestaltung der gesamten Rechenzentrumsumgebung und der damit einhergehenden Dienstleistung mitzuwirken. Abgesehen von geringfügigen Planungseinschränkungen wird Kao Data den Kunden die Möglichkeit geben, ihre eigenen Einrichtungen zu entwerfen, und das „Colo“ wird diese dann auf seinem eigenen Grundstück bauen. Das Rechenzentrum kann entweder vom Kunden oder von Kao Data betrieben werden.

Als erste Lokation für den Built-to-Suit-Service hat man den Kao-Data-Campus in Harlow gewählt. Dort verfügt der Co-Location-Dienstleister über eine Baugenehmigung für drei 10-Megawatt-Anlagen, die schon vor Baubeginn kundenspezifisch gestaltet werden können und sollen. Falls das Modell gut angenommen wird, plant man weitere Projekte an anderen Standorten. Zu dem kundenspezifischen Angebot gehört bei Bedarf auch eine finanzielle Hilfestellung in Form von Krediten, die Kao Data vermitteln kann.

„Das Built-to-Suit-Modell nimmt Hyperscale-Anbietern viele der finanziellen, vertraglichen, logistischen und technischen Aufgaben ab, die bei großen Rechenzentrumsbauten auftreten", macht Paul Finch, Interim-CEO und COO von Kao, potenziellen Interessenten das Modell schmackhaft.

Simulations-Software als Kern

Die softwaretechnische Basis dieses Service-Angebots bildet die Datacenter-Simulationssoftware „Digital Twin“ von Future Facilities Ltd. Die Software-Plattform führt Design und Kapazitätsplanung mit dem Betriebs-Management eines Rechenzentrums in einer 3D-Nachbildung zusammen. Für eine solche digitale Nachbildung hat sich in der Industrie mittlerweile der Terminus „Digitaler Zwilling“ oder auch „Digitaler Klon“ etabliert.

Solche virtuellen Doppelgänger sind im Maschinen- und Anlagenbau oder auch in der Automobilindustrie schon länger im Einsatz, mittlerweile finden sie auch zunehmend Einzug in die Rechenzentrums-Planung. So propagiert im DACH-Raum beispielsweise auch die Firma Rittal einen digitalen Zwilling. Inwieweit dieser mit dem Digital Twin von Future Facilities vergleichbar ist, soll hier aber nicht untersucht werden.

Kernstück des Digitalen Zwillings, den Kao Data einsetzt, ist eine Simulations-Software für numerische Strömungsmechanik (im Englischen: „Computational Fluid Dynamics“, CFD) genannt), wie sie beispielsweise für die Konstruktion von Flugzeug- und Raketenantrieben eingesetzt wird, die aber natürlich auch für Datacenter-Planungen taugt. Man denke nur an die komplexen Strömungsverhältnisse bei der Wärme-Abfuhr, die bei der Rechenzentrumsplanung zu berücksichtigen sind. Eine leistungsfähige CFD-Komponente ist dabei auf jeden Fall notwendig, wenn es um stabilen Betrieb, Energie-Effizienz (Power Usage Effectiveness, PUE-Wert) und optimale Auslastung der Kapazität geht.

Technik und Geschäftsziele verzahnt

Der Digitale Zwilling, den Kao Data einsetzt, ist aber weit mehr als ein leistungsfähiges Werk zur Lösung beziehungsweise Approximation von partiellen Differentialgleichungen im Rahmen der Strömungsmechanik. Der Digitale Zwilling ist ein umfangreiches Business-Intelligence-Werkzeug, das Informationen aus vielen Bereichen konsolidiert und das unterschiedliche Abteilungen (Hard- und Software-Ingenieure, Finanzer und Einkäufer und nicht zuletzt Entscheider und Kunden) auf einer gemeinsamen Plattform zusammenführt. Damit entsteht nicht nur eine (hoffentlich) einheitliche Sicht auf das „Gesamtkunstwerk“ Rechenzentrum, sondern es werden auch viele bisher von den verschiedenen Abteilungen eingesetzte Instrumente, etwa CAD-Werkzeuge, Planungs-Tools, ERP-Programme und Tabellenkalkulationen, entbehrlich oder zumindest deutlich reduziert.

Der bei Kao Data verwendete Digitale Zwilling arbeitet mit Live-Daten, um die wichtigsten Verhaltensweisen des physischen Rechenzentrums genau wiederzugeben, so dass die Betriebsplanung präzise und eng an der (späteren) Realität orientiert werden kann. Der virtuelle Doppelgänger ist einerseits ein Simulations-Tool und verzahnt andererseits ein Rechenzentrumsprojekt eng mit den Geschäftszielen.

Durch die Leistungsfähigkeit der Simulation können die Beteiligten Form und Funktion einer jeden Konfigurationsvariante durchspielen. Es lassen sich nicht nur ineffiziente Komponenten und sinnlose Energievergeuder sowie physikalische Gefahrenpotenziale erkennen, sondern auch die jeweils auftretenden Kosten und Risiken abschätzen, beispielsweise wenn Konfigurationsänderungen vorgenommen werden sollen. Und das alles auf einer einzigen Plattform, auf die alle Team-Mitglieder Zugriff und damit die gleiche Datenbasis haben.

Der Digitale Zwilling und Legacy-Software

Der Digitale Zwilling macht die Leistung des Rechenzentrums auf jeder Betriebs- oder Management-Ebene gruppenübergreifend und in der gesamten Management-Kette sichtbar. Er ermöglicht die Abkehr von traditionellen, Silo-artigen Management-Praktiken hin zu einer kollaborativen Methodik.

Viele digitale Zwillinge werden mittlerweile mit Algorithmen des Maschinellen Lernens (ML) oder ganz allgemein mit KI-Verfahren angereichert, so auch das bei Kao Data eingesetzte Produkt von Future Facilities. Die Simulationssoftware sowie vorhandene IT-Lasten können dabei gut als Trainingswerkzeug und als Trainingsdaten zur Entwicklung und Optimierung von maßgeschneiderten KI-Algorithmen verwendet werden.

Eine Frage, die sích beim Einsatz neuer Werkzeuge wie sie ein Digitaler Zwilling darstellt, grundsätzlich ergibt, ist die nach der Verwendbarkeit alter Werkzeuge und Programme aus der „Silo-Zeit“. Der bei Kao Data eingesetzte Digitale Zwilling verfügt über entsprechende Gateways.

Inwieweit die Integration von Altsoftware allerdings sinnvoll ist, sollte jeder Anwender und jede Anwenderin eingehend prüfen. Sofern sich die alten Tools mit dem Integrationsgedanken einer Digital-Twin-Plattform vertragen, ist eine Integration vermutlich von Nutzen, andernfalls ist Legacy-Software weniger Erbschaft als Erblast.

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